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所属組織 |
大学院工学研究院 機能の創生部門 |
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職名 |
教授 |
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研究キーワード |
エネルギー、固体化学、電池 |
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関連SDGs |
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藪内 直明 (ヤブウチ ナオアキ)
YABUUCHI Naoaki
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学内所属歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2018年4月-現在
専任 横浜国立大学 大学院工学研究院 機能の創生部門 教授
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2023年4月-現在
併任 横浜国立大学 総合学術高等研究院 教授
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2020年10月-現在
併任 横浜国立大学 先端科学高等研究院 教授
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2018年4月-現在
併任 横浜国立大学 大学院工学府 機能発現工学専攻 教授
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2018年4月-現在
併任 横浜国立大学 理工学部 化学・生命系学科 教授
学外略歴 【 表示 ／ 非表示 】
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2014年4月-2018年3月
東京電機大学 准教授
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2011年4月-2013年3月
東京理科大学 講師
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2010年4月-2011年3月
東京理科大学 助教
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2006年10月-2008年9月
Massachusetts Institute of Technology PostdoctoralAssociate
著書 【 表示 ／ 非表示 】
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Interface ionics : for all-solid-state batteries and solid state ionics devices
Iriyama Yasutoshi, Amezawa Koji, Tateyama Yoshitaka, Yabuuchi Naoaki（ 担当： 共著）
Springer 2024年10月 （ ISBN:9789819760381 ）
記述言語：英語 著書種別：学術書
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車載用リチウムイオン電池の開発と市場 2024
藪内直明（ 担当： 共著 , 範囲: 次世代リチウムイオン電池用正極材料開発）
シーエムシー出版 2023年9月 （ ISBN:978-4-7813-1755-7 ） [査読有り]
担当ページ：10 記述言語：日本語 著書種別：学術書
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ポストリチウムイオン二次電池開発 部材開発から解析・性能診断技術まで
藪内 直明（ 担当： 分担執筆 , 範囲: 「多電子反応を利用する高容量Li過剰型カチオン不規則配列岩塩型正極材料」）
エヌ・ティー・エス 2023年7月 （ ISBN:978-4-86043-836-4 ）
総ページ数：492 担当ページ：75-82 記述言語：日本語 著書種別：学術書
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次世代二次電池の開発動向
藪内 直明（ 担当： 分担執筆 , 範囲: 第II編第1章「リチウム過剰型正極材料の研究開発」）
シーエムシー出版 2023年4月 （ ISBN:978-4-7813-1730-4 ）
総ページ数：247 担当ページ：47-55 記述言語：日本語 著書種別：学術書
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科学
藪内直明（ 担当： 共著 , 範囲: 結晶構造とイオン拡散－電極材料および固体電解質材料）
岩波書店 2023年2月
担当ページ：6 記述言語：日本語 著書種別：学術書
学位論文 【 表示 ／ 非表示 】
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次世代リチウムイオン蓄電池用LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2の固体電気化学に関する研究
藪内 直明
2006年3月
学位論文（博士） 単著
リチウムイオン電池用新規リチウムインサーション材料としてコバルト・ニッケル・マンガン系3元系材料の研究を行った。コバルト・ニッケル・マンガン複合水酸化物を原料として用いることで、結晶性の高い単相試料の合成に初めて成功している。また、得られた試料について、X線結晶構造解析、X線吸収分光法、電子顕微鏡、第一原理計算を行うことで、詳細な結晶構造解析と充放電反応機構の解明に成功している。通常の層状材料では遷移金属イオンは3価の状態で存在することが一般的であるが、結晶構造と電子状態の解析の結果、ニッケルが2価、マンガンが4価として存在していることを明らかにしている。また、これらの結果は第一原理計算にも支持されている。さらに、得られた材料について詳細な電気化学的キャラクタリゼーションを行っており、コバルト系層状材料よりも大きな可逆容量を発現することを明らかにしており、現在ではこれらの材料は実電池にも利用されている。
論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Mechanistic study on moisture exposure of Ti-based layered oxides for sodium storage applications
Campéon, BDL; Ishikawa, T; Tomohiro, K; Yabuuchi, N
JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A 13 ( 3 ) 2187 - 2197 2025年1月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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Efficient Pathways to Improve Electrode Performance of P’2 Na2/3MnO2 for Sodium Batteries
Ugata Yosuke, Kuriyama Tomohiro, Yabuuchi Naoaki
Chemical Communications Early Access 2024年11月 [査読有り]
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：The Royal Society of Chemistry 共著
A Mn-based sodium-containing layered oxide, P'2-type Na2/3MnO2, is revisited as a positive electrode material for sodium-ion batteries, and factors affecting its electrochemical performances are examined. The cyclability of Na2/3MnO2 is remarkably improved by increasing the lower cut-off voltage during cycling even though the reversible capacity is sacrificed. Furthermore, the use of highly concentrated electrolytes, in which the presence of free solvent molecules is eliminated, effectively suppresses the dissolution of Mn ions, thus enabling stable cycling with >85% capacity retention for continuous 300 cycles.
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MXene Electrodes for All Strain-Free Solid-State Batteries
Kawai, K; Lee, H; Nomura, Y; Fujita, M; Kitaura, H; Hosono, E; Nakajima, H; Tsukasaki, H; Mori, S; … 全著者表示
Kawai, K; Lee, H; Nomura, Y; Fujita, M; Kitaura, H; Hosono, E; Nakajima, H; Tsukasaki, H; Mori, S; Sakuda, A; Hayashi, A; Yabuuchi, N; Lee, YM; Okubo, M 閉じる
ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES 16 ( 42 ) 57377 - 57385 2024年10月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 共著
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A Practical and Sustainable Ni/Co-Free High-Energy Electrode Material: Nanostructured LiMnO2
Miyaoka Yuka, Sato Takahito, Oguro Yuna, Kondo Sayaka, Nakano Koki, Nakayama Masanobu, Ugata Yosuke … 全著者表示
Miyaoka Yuka, Sato Takahito, Oguro Yuna, Kondo Sayaka, Nakano Koki, Nakayama Masanobu, Ugata Yosuke, Goonetilleke Damian, Sharma Neeraj, Glushenkov M. Alexey, Hiroi Satoshi, Ohara Koji, Takada Koji, Fujii Yasuhiro, Yabuuchi Naoaki 閉じる
ACS Central Science 10 ( 9 ) 1718 - 1732 2024年9月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：American Chemical Society (ACS) 共著
Ni/Co-free high-energy positive electrode materials are of great importance to ensure the sustainability of Li-ion battery production and its supply chain in addition to minimizing environmental impact. Here, nanostructured LiMnO2 with both orthorhombic/monoclinic layered domains is synthesized, and its lithium storage properties and mechanism are examined. High-energy mechanical milling is used to convert the metastable and nanosized LiMnO2 adopting the cation-disordered rocksalt structure to an optimal domain-segregated layered LiMnO2. This positive electrode produces an energy density of 820 W h kg–1, achieved by harnessing a large reversible capacity with relatively small voltage hysteresis on electrochemical cycles. Moreover, voltage decay for cycling, as observed for Li-excess Mn-based electrode materials, is effectively mitigated. Furthermore, by determining the structure–property relationships of different LiMnO2 polymorphs, LiMnO2 with similar domain structure and surface area is successfully synthesized with an alternative and simpler method, without the metastable precursor and high-energy mechanical milling. The cyclability of domain-containing LiMnO2 is also improved with the use of a highly concentrated electrolyte coupled with a lithium phosphate coating due to the suppression of Mn dissolution. These findings maximize the possibility of the development of high-energy, low-cost, and practical rechargeable batteries made from sustainable and abundant Mn sources without Ni/Co.
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Yin Jiaxuan, Zhang Yanjia, Kuriyama Tomohiro, Jin Yongcheng, Yabuuchi Naoaki
Chemistry of Materials 36 ( 18 ) 8682 - 8691 2024年9月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：American Chemical Society 共著
Lithium-ion batteries are now successfully developed with higher energy densities than classical aqueous-based battery technologies and are used as power sources for electric vehicles and other electric storage applications. Sodium-ion batteries are another emerging battery technology, but their energy density is not high compared to that of their Li counterparts. Anionic redox reactions have attracted attention due to their potential to enhance the reversible capacity and operating voltage of positive electrode materials in Na/Li batteries. To understand the influence of Al substitution on the activation mechanism of anionic redox reactions in Na-/Li-containing Mn-based layered oxides, the P2-type Al-substituted Na2/3Al0.1Mn0.9O2 is designed to explore the difference in the anionic redox behavior. LiyAl0.1Mn0.9O2 is also prepared by electrochemical ion exchange, and the anionic redox behavior was compared for both samples. The Al-substituted Na2/3Al0.1Mn0.9O2 provides better cycling performance with partial activation of anionic redox, which is not observed for P′2-type Na2/3MnO2. Good reversibility for Na2/3Al0.1Mn0.9O2 and LiyAl0.1Mn0.9O2 with anionic redox is achieved, and this improvement originates from the nonexcessive use of anionic redox in electrode materials. This finding opens the possibility to develop high-energy sodium/lithium insertion materials with reversible anionic redox.
総説・解説記事等 【 表示 ／ 非表示 】
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Near-dimensionally invariable high-capacity positive electrode material
N. Yabuuchi, S. Hiroi, and K. Ohara
SPring-8/SACLA Research Frontiers 2023 2024年8月 [査読有り] [依頼有り]
記述言語：英語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要） 単著
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コバルトフリーニッケル系正極材料の開発動向と高エネルギー密度化
藪内直明
車載テクロノジー 2024年7月 [依頼有り]
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要） 単著
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リチウム過剰型マンガン系酸フッ化物材料の開発とその電気化学特性
藪内直明
Material Stage 2024年6月 [依頼有り]
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア） 単著
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リチウムイオン電池の基本原理と火災リスク要因
藪内直明
火災 2023年10月 [査読有り] [依頼有り]
記述言語：英語 掲載種別：速報，短報，研究ノート等（学術雑誌） 単著
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次世代リチウムイオン電池の安全性とエネルギー密度向上
宇賀田洋介、藪内直明
火災 2023年10月 [査読有り] [依頼有り]
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌） 単著
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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2025年電気化学会学術賞
2024年12月 電気化学会
受賞者：藪内直明 -
Featured in the List of 2020 ANNUAL MOST CITED PAPERS, Ranked 1st, Electrochemistry
2021年02月 THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY OF JAPAN Crystal Structures and Electrode Performance of Alpha-NaFeO2 for Rechargeable Sodium Batteries
受賞者：Naoaki YABUUCHI, Hiroaki YOSHIDA, Shinichi KOMABA -
Featured in the List of CONTINUOUSLY HIGHLY CITED PAPERS, Ranked 5th, Electrochemistry
2021年02月 THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY OF JAPAN Crystal Structures and Electrode Performance of Alpha-NaFeO2 for Rechargeable Sodium Batteries
受賞者：Naoaki YABUUCHI, Hiroaki YOSHIDA, Shinichi KOMABA
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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チオン・アニオン配列低秩序化の特異性を利用した蓄電池材料の革新
研究課題/領域番号：23K17954 2023年6月 - 2025年3月
挑戦的研究 (萌芽)
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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格子の膨張収縮を生じない高濃度電荷蓄積を実現する高耐久性電極材料の創製
研究課題/領域番号：21K18815 2021年7月 - 2023年3月
挑戦的研究 (萌芽)
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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アニオンレドックスの可逆性を支配する原理解明と革新的蓄電池材料設計への応用
研究課題/領域番号：21H04698 2021年4月 - 2027年3月
科学研究費補助金 基盤研究(A)
代表者：藪内直明
資金種別：競争的資金
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蓄電固体界面の機能開拓と界面新材料開発
研究課題/領域番号：19H05816 2019年6月 - 2024年3月
科学研究費補助金 新学術領域研究
代表者：藪内直明
資金種別：競争的資金
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蓄電固体デバイスの創成に向けた界面イオンダイナミクスの科学
研究課題/領域番号：19H05812 2019年6月 - 2024年3月
科学研究費補助金 新学術領域研究
代表者：入山恭寿
資金種別：競争的資金
その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 ／ 非表示 】
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ASPIRE 先端国際共同研究推進事業
2024年2月 - 2029年3月
科学技術振興機構
担当区分：研究分担者
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GteX（革新的GX技術創出事業）
2023年10月 - 2028年3月
科学技術振興機構
担当区分：研究分担者
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次世代全固体蓄電池材料の評価・基盤技術開発／次世代全固体ＬＩＢ基盤技術開発
2023年4月 - 2028年3月
経済産業省
担当区分：研究分担者
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水を基軸とする未踏蓄電機能材料の開拓
研究課題/領域番号：JPMJCR21O6 2021年10月 - 2026年3月
科学技術振興機構 CREST
担当区分：研究分担者
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再生可能エネルギー最大導入に向けた電気化学材料研究拠点
2021年4月 - 2026年3月
文部科学省
担当区分：研究分担者
研究発表 【 表示 ／ 非表示 】
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Toward high-energy lithium/sodium metal batteries with highly concentrated electrolytes
Y. Ugata and N. Yabuuchi [招待有り]
49th International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites
開催年月日： 2025年1月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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Nanostructured high-capacity positive electrode materials for practical Li-ion battery applications
Naoaki Yabuuchi
The 1st Japan-Korea-China Battery Science Workshop
開催年月日： 2025年1月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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Defect Engineered High-energy Insertion Materials for Advanced Li-ion Batteries
Naoaki Yabuuchi [招待有り]
POSTECH Signature Conference 2024
開催年月日： 2024年11月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（基調）
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Nanostructured Positive Electrode Materials for Li-Ion Battery Applications
Naoaki Yabuuchi [招待有り]
PRiME 2024
開催年月日： 2024年10月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（招待・特別）
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Nanostructured Lithium Insertion Materials for Practical Battery Applications
Naoaki Yabuuchi [招待有り]
International Battery Materials Association (IBA) 2024
開催年月日： 2024年9月
記述言語：英語 会議種別：口頭発表（基調）
学会誌・論文誌編集等 【 表示 ／ 非表示 】
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Energy Advances
Advisory Board
2023年1月-現在 -
Energy Storage Materials
Associate Editor
2022年11月-現在 -
Journal of Solid State Electrochemistry
Editorial Board
2022年9月-現在 -
Electrochemisty
2018年4月-2020月3日 -
電気化学
2018年4月-2020月3日
共同・受託研究情報 【 表示 ／ 非表示 】
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Panasonic
企業等からの受託研究
研究期間： 2021年09月 - 2022年3月
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LG Japan
企業等からの受託研究
研究期間： 2021年08月 - 2022年7月
担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】
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2025年度 固体物性化学
理工学部
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2025年度 化学・生命基礎演習A
理工学部
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2025年度 化学・生命基礎演習B
理工学部
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2025年度 無機化学Ⅰ
理工学部
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2025年度 蓄エネルギー工学
理工学部
その他教育活動及び特記事項 【 表示 ／ 非表示 】
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2024年10月PRiME 2024, General Student Poster Session Award (3rd Prize) (学生の学会賞等の受賞実績)
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2024年09月The 14th Japan-France Joint Seminar on Batteries, Best Poster Award (学生の学会賞等の受賞実績)
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2024年08月化学電池材料研究会第52回講演会・夏の学校 優秀ポスター賞 (学生の学会賞等の受賞実績)
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2024年04月電気化学会第91回大会 優秀学生講演賞 (学生の学会賞等の受賞実績)
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2023年03月第99回電気化学会 優秀学生講演賞 (学生の学会賞等の受賞実績)
委員歴 【 表示 ／ 非表示 】
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JST 日 ASEAN 科学技術・イノベーション協働連携事業審査委員
2024年04月 - 2025年3月 アドバイザー
委員区分：学協会
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ICACC 2025
2024年04月 - 2025年1月 Symposium Organizer, S6: Advanced Materials and Technologies for Rechargeable Energy Storage
委員区分：学協会
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14th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Systems (CMCEE14)
2024年01月 - 2024年8月 Symposium Organizer, T1.6 Advanced Batteries and Supercapacitors for Energy Storage Applications
委員区分：学協会
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PRiME 2024 Meeting
2023年11月 - 2024年10月 Organizing Committee
委員区分：学協会
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総務省消防庁 「リチウムイオン蓄電池に係る危険物規制に関する検討会」
2023年04月 - 2024年3月 委員
委員区分：その他
社会活動（公開講座等） 【 表示 ／ 非表示 】
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電気化学会 セミナーD “最先端電池技術 2024
役割：講師, 運営参加・支援
2024年2月
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第63回 電気化学セミナー “蓄電池の未来 ー学術・技術・人材育成の展望ー
役割：講師
2023年10月
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構造物性研究会・コヒーレント構造科学研究会 合同研究会
役割：講師
2023年9月
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Interface Ionics for All-Solid-State Batteries
役割：講師
Interface Ionics for All-Solid-State Batteries 2023年6月
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2022年度立命館大学SRセンター –研究成果報告会–
役割：講師
2023年6月
メディア報道 【 表示 ／ 非表示 】
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「コバルトフリー」を実現する新たなニッケル系層状材料、横浜国大らが開発
EE Times Japan、他 2024年3月
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高エネ密度でコバルトフリーのニッケル系電池材料＝横浜国大など
MIT Technology Review Japan 2024年2月
執筆者：本人以外
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高エネ密度・長寿命のコバルトニッケルフリー電池材料
MIT Technology Review Japan 2023年7月
執筆者：本人以外
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全固体電池、トヨタと共同研究の横浜国立大学教授に聞く
日経新聞社 2023年7月
執筆者：本人以外